Giáo trình công nghệ lọc dầu part 9 pptx

162
Merock tuần hoàn (VI). Dung dịch Merock cùng mercaptan ñược lấy ra từ
ñáy lò phản ứng 1 qua lò phản ứng 2, trong ñó nó ñược trộn với không khí,
vào tháp phân riêng 3. Từ trên tháp phân riêng không khí dư ñược lấy ra, còn
từ ñáy – dung dịch Merock. Từ trên bể lắng 4 disulfur ñược lấy ra, còn từ ñáy
– dung dịch Merock hoàn nguyên, ñược tái sử dụng trong lò phản ứng 1.

Sơ ñồ Merock
1- Lò phản ứng ñể loại mercaptan; 2- lò phản ứng oxy hóa dung dịch Merock
ñã sử dụng; 3- tháp phân riêng; 4- bể lắng ñể tách disulfur; 5- lò phản ứng ñể
oxy hóa mercaptan thành disulfur; 6- bể lắng ñể tách dung dịch Merock; 7,8 –
máy bơm.
I- Xăng lưu huỳnh; II- không khí; III- dung dịch Merock; IV-không khí dư;
V-disulfur; VI-dung dịch merock tuần hoàn; VII- xăng sạch.
Disulfur ở lại trong phân ñoạn sạch mà không làm giảm tính ứng dụng của
nhiên liệu.
5. Tách các hợp chất chứa lưu huỳnh
Với mục ñích tách các hợp chất lưu huỳnh trong phân ñoạn nhiên liệu
nhận ñược trong chế biến dầu lưu huỳnh. Một trong những nhiệm vụ trong
làm sạch lưu huỳnh trong nhiên liệu là cải thiện mùi của sản phẩm. Với mục
ñích này có một số phương pháp xử lý, trước tiên là làm sạch mercaptan trong
xăng. Trong các quá trình này cần phải hoặc loại mercaptan ra khỏi nhiên liệu
hoặc chuyển hóa nó thành chất có mùi ít khó chịu hơn (như disulfur). Nhiều
mercaptan chứa trong xăng có phản ứng yếu và có thể loại ra bằng cách rửa
163
bằng dung dịch kiềm trong nước. ðộ hòa tan của mercaptan trong dung dịch
kiềm có thể tăng nếu thêm axit hữu cơ và các hợp chất khác. Rửa kiềm là
phương pháp ñơn giản và có hiệu quả ñủ cao ñể làm sạch các phận ñoạn nhiên
liệu. ðể chuyển hóa mercaptan thành disulfur trong công nghiệp hiện nay sử
dụng quá trình Merox (oxy hóa mercaptan).
Hiện nay trong công nghiệp ứng dụng các công nghệ xử lý hợp chất lưu

huỳnh với xúc tác tầng cố ñịnh của Hãng Gulf như Gulf HDS, VOP-RCD,
Chevron RDS Isomax và quá trình của Shell; các quá trình với xúc tác tầng
sôi như H-Oil. Các quá trình nhóm thứ nhất ứng dụng ñể xử lý nhiên liệu
tương ñối nhẹ như mazut với hàm lượng lưu huỳnh 3 ÷ 5% (k.l.), dưới 90
phần triệu niken và vanady. Sản phẩm chứa 0,6 ÷ 1% lưu huỳnh.
Theo license của Hãng Gulf sơ ñồ công nghiệp ñầu tiên ñược xây dựng
vào năm 1970 ñể xử lý mazut tại nhà máy Nyppon Mining. Trong sơ ñồ có
hai lò phản ứng với công suất tổng là 1,7 triệu tấn/năm. Trong các lò phản
ứng xúc tác ñược xếp thành lớp và hydro lạnh ñược ñưa vào giữa các lớp xúc
tác ñể lấy bớt nhiệt. Hoạt ñộ xúc tác ñược duy trì nhờ giữ ở nhiệt ñộ cao: ñầu
chu kỳ là 360
o
C và cuối chu kỳ nhiệt ñộ cao hơn khoảng 60 ÷ 70
o
C. Hàm
lượng lưu huỳnh sau khi xử lý là 1% (k.l.), ñồng thời cũng giảm hàm lượng
kim loại và hợp chất nitơ. Một hãng khác của Nhật Toa Oil ñã xây dựng sơ ñồ
công suất lớn (3.300 m
3
/ngày) ñể hóa khí và loại lưu huỳnh trong cặn chân
không hàm lượng lưu huỳnh cao theo quá trình Flexcoking ñể thu ñược nhiên
liệu ñốt lò chứa dưới 1% lưu huỳnh.
Một sơ ñồ công suất 43,5 ngàn m
3
/năm làm việc theo hai giai ñoạn: trong
giai ñoạn thứ nhất bằng quá trình cốc hóa nguyên liệu (gudron) thu ñược
gasoil và cốc; trong giai ñoạn hai cốc ñược hóa khí và khí, gasoil thu ñược từ
giai ñoạn I ñược loại lưu huỳnh. Trong quá trình này nhận ñược hiệu suất
nhiên liệu ñốt lò là 80%. Quá trình Flexcoking ñược ứng dụng ñể chế biến
nguyên liệu không thuận lợi nhất. ðưa gudron vào lò phản ứng, trong ñó nhờ

chuyển ñộng của dòng khí xúc tác ở trạng thái tầng sôi, cốc ñược gia nhiệt
trong thiết bị gia nhiệt, một phần cốc ñược ñưa ñi tuần hoàn cho lò phản ứng,
phần dư ñược hóa khí bằng không khí và hơi trong thiết bị khác. Số liệu về
chế biến gudron có nhiệt ñộ sôi ñầu 565
o
C, hàm lượng lưu huỳnh 3,6% và
kim loại 890 ppm (phần triệu) như sau:
164


Hiệu
suất,
% k.l.
Hàm lượng lưu huỳnh trong sản
phẩm, % so với tổng lưu huỳnh
trong nguyên liệu
Khí ñến C
4

Gasoil cốc hóa,
o
C
sôi ñầu ÷ 160
160 ÷ 524
Khí từ khí hóa cốc
Cốc
13

10
44

32,5
1,5
25

2
38
35
-

Trong gasoil cốc hóa (160 ÷ 524
o
C) chứa 3,1% lưu huỳnh và dưới 5 ppm
(phần triệu) vanady; trong cốc có < 2% lưu huỳnh và xấp xỉ 6% vanady.
Bên cạnh hydrodesulfur trực tiếp mazut có thể ứng dụng “hệ thống gián
tiếp”, trong ñó mazut ñược chưng cất chân không và distilat sản phẩm ñược
loại lưu huỳnh và trộn với gudron. Sản phẩm cũng có thể loại asphaten và sau
ñó loại lưu huỳnh cho deasphantizat.
Trong hydrodesulfur của cả deasphatizat và mazut vanady sẽ cắt mạch
nhanh hơn hợp chất niken. Tăng ñộ sâu loại lưu huỳnh phân tử lượng của sản
phẩm tạo thành giảm và hàm lượng phân ñoạn trên 350
o
C tăng.
Hydrodesulfur distilat chân không ñến hàm lượng lưu huỳnh 0,2 ÷ 0,4% ñược
thực hiện ở 5 ÷ 10 MPa, xúc tác có tuổi thọ trên 24 tháng. Hiệu suất nhiên
liệu chứa 0,7% lưu huỳnh là 78%, chi phí xúc tác < 0,2kg/tấn sản phẩm.
Nghiên cứu cho thấy ở áp suất thấp loại lưu huỳnh sâu chủ yếu nhờ
hydrodesulfur hydrocarbon thơm, còn ở áp suất cao lưu huỳnh ñược loại ra
không chỉ từ các chất thơm và nhựa mà cả từ asphanten. Giảm áp suất chi phí
hydro giảm, nhưng tuổi thọ của xúc tác không cao.
Hãng UOP ñề xuất quá trình thực hiện trong lò phản ứng với nhiều vùng

khác nhau. Xúc tác chứa 4,1% kẽm và 10,4% kim loại nhóm VI (như
molibden) có mức giảm hoạt ñộ thấp trong chế biến nguyên liệu cặn lưu
huỳnh cao. Do ñó các xúc tác truyền thống như AKM và AHM ñược sử dụng
trong giai ñoạn hai, còn xúc tác Zn-Mo hoặc Bi-Mo trong giai ñoạn thứ nhất
của quá trình loại lưu huỳnh hai giai ñoạn.
165
6. Tách hydrocarbon thơm ña vòng ngưng tụ ñể sản xuất dầu
gốc
Dầu bôi trơn ñược ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật khác
nhau. Hiện nay trên thế giới hàng năm sản xuất trên 30 triệu tấn dầu bôi trơn.
Một trong những xu hướng phát triển là tăng thời gian sử dụng của dầu bôi
trơn và giảm chi phí cho dịch vụ kỹ thuật. Theo phương pháp làm sạch và tác
chất sử dụng trong làm sạch dầu bôi trơn ñược chia thành nhóm axit-kiềm,
axit-tiếp xúc, làm sạch lựa chọn, làm sạch hấp phụ và dầu bôi trơn của các
quá trình hydro hóa (làm sạch bằng bằng hydro, hydrocracking ).
Dầu bôi trơn là hỗn hợp hydrocarbon chứa 20 ÷ 60 nguyên tử carbon có
phân tử lượng 300 ÷ 750, sôi trong khoảng 300 ÷ 650
o
C. Quá trình cơ bản
trong sản xuất dầu bôi trơn là chưng cất mazut trong chân không, trong ñó thu
ñược distilat dầu nhờn và gudron. Tất cả các giai ñoạn tiếp theo là loại các
nhựa-asphanten, hydrocarbon thơm ña vòng với mạch nhánh ngắn, parafin
phân tử lượng cao, các hợp chất lưu huỳnh, nitơ, hợp chất chứa oxy, là những
chất làm xấu tính chất ứng dụng của dầu bôi trơn, ra khỏi các sản phẩm này.
Phụ thuộc vào thành phần và tính chất của nguyên liệu trong ñó có tới 80%
sản phẩm không mong muốn cần loại bỏ, do ñó nó phải ñược xử lý bằng các
phương pháp khác nhau và với ñộ sâu tách loại khác nhau. Việc lựa chọn
nguyên liệu tối ưu và chi phí cho làm sạch quyết ñịnh các chỉ số kỹ thuật –
kinh tế cơ bản trong sản xuất dầu bôi trơn.
Sau khi làm sạch ta nhận ñược dầu gốc là thành phần cơ bản ñể sản xuất

dầu bôi trơn thương phẩm. Dầu thương phẩm là hỗn hợp pha trộn của các
thành phần distilat, cặn và thêm một số phụ gia.
Trong distilat dầu nhờn và cặn nhận ñược trong chưng cất chân không
mazut có chứa parafin (cấu trúc thẳng và nhánh); hydrocarbon naphten có các
vòng năm và vòng sáu với mạch nhánh parafin với chiều dài khác nhau; các
hydrocarbon thơm (ñơn và ña vòng) và hydrocarbon naphten - thơm với
nhánh parafin; chất nhựa - asphanten; các hợp chứa lưu huỳnh, oxy và nitơ
hữu cơ.
Loại bỏ parafin và hydrocarbon vòng với mạch nhánh dài, kết tinh khi hạ
nhiệt ñộ nhằm thu ñược dầu bôi trơn có nhiệt ñộ ñông ñặc thấp. Parafin so với
các hydrocarbon khác có ñộ nhớt cao nhất và tính nhiệt nhớt tốt nhất và có chỉ
166
số ñộ nhớt cao nhất. Do ñó khi loại parafin sẽ làm giảm tính chất nhiệt- nhớt
của dầu bôi trơn.
Các hydrocarbon naphten-parafin trong dầu bôi trơn chiếm 50 ÷ 75% phụ
thuộc vào nguồn nguyên liệu. Naphten với lượng tối ưu là thành phần mong
muốn trong dầu bôi trơn. Các hydrocarbon thơm hầu như luôn có trong dầu
bôi trơn thành phẩm. Loại hydrocarbon thơm (chủ yếu là thơm ña vòng, mạch
nhánh ngắn) ra khỏi dầu bôi trơn nguyên liệu trong các quá trình làm sạch lựa
chọn và làm sạch hấp phụ, hoặc chuyển hóa chúng thành hydrocarbon
naphten và parafin trong các quá trình hydro hóa.
ðặc ñiểm của hydrocarbon vòng (naphten và thơm) là có ñộ nhớt cao hơn
nhiều so với parafin, là chỉ số quyết ñịnh tính linh ñộng của dầu bôi trơn ở
nhiệt ñộ thấp. Do ñó ñể thu ñược dầu bôi trơn có tính chất nhiệt ñộ thấp tốt
cần phải loại parafin rắn và hydrocarbon thơm ña vòng mạch nhánh ngắn (có
chỉ số nhớt thấp). Nhờ ñó nhận ñược dầu có tính chất nhiệt-nhớt tốt (chỉ số
nhớt cao). Tuy nhiên loại hoàn toàn các hydrocarbon này làm xấu các tính
chất khác của dầu nhờn, thí dụ ñộ bền oxy hóa. ðộ sâu làm sạch tối ưu bằng
dung môi lựa chọn phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu dầu.
Các chất nhựa-asphanten nằm trong các phân ñoạn sôi cao và gudron là

chính. Chúng thuộc nhóm hợp chất ña vòng bên cạnh carbon và hydro còn
chứa oxy, lưu huỳnh, nitơ và ñôi khi cả các kim loại khác nhau. Các chất
nhựa-asphanten là các chất không mong muốn và ñược loại ra trong quá trình
loại asphanten (lượng nhỏ cũng ñược loại trong làm sạch bằng dung môi lựa
chọn và làm sạch hấp phụ). Trong trường hợp không loại bỏ hoàn toàn chất
nhựa-asphanten hiệu quả làm sạch bằng dung môi lựa chọn giảm, bội của
dung môi so với nguyên liệu tăng, gây khó khăn trong hấp phụ và làm sạch
bằng hydro dầu bôi trơn, làm xấu tính chất ứng dụng và sự tiếp nhận phụ gia
của dầu bôi trơn.
7. Xử lý bằng dung môi lựa chọn
ðể làm sạch và phân tách nguyên liệu dầu ứng dụng rộng rãi các quá trình
dựa trên sự hòa tan các thành phần của nguyên liệu trong các dung môi khác
nhau. Trong làm sạch lựa chọn tách các chất không mong muốn, có ảnh
hưởng xấu ñến tính ứng dụng của sản phẩm dầu ra khỏi nguyên liệu (nhiên
167
liệu, dầu nhờn và các sản phẩm khác). Các chất không mong muốn gồm
hydrocarbon thơm ña vòng, hydrocarbon naphten-thơm với mạch nhánh ngắn,
hydrocarbon không no, hợp chất lưu huỳnh, nitơ và nhựa. Nguyên liệu cho
quá trình làm sạch lựa chọn là distilat dầu nhờn và deasphantizat và các phân
ñoạn nhiên liệu diesel. Quá trình làm sạch lựa chọn ñặc biệt có ý nghĩa ñối
với làm sạch dầu nhờn, do nó làm tăng hai tính chất sử dụng quan trọng của
dầu nhờn: ñộ bền chống oxy hóa và tính chất nhiệt-nhớt. Sản phẩm làm sạch
(rafinat) có trọng lượng riêng, ñộ nhớt, ñộ axit và ñặc biệt là ñộ cốc thấp hơn
so với nguyên liệu và nhiệt ñộ ñông ñặc cao hơn; trong sản phẩm hàm lượng
hợp chất lưu huỳnh và ñộ nhuộm màu thấp hơn.
ðộ sâu làm sạch lựa chọn và phân tách chất mong muốn và không mong
muốn phụ thuộc vào ñộ lựa chọn và khả năng hòa tan của dung môi và bội hồi
lưu của nó so với nguyên liệu, nhiệt ñộ làm sạch ðiều kiện tiên quyết của
làm sạch lựa chọn là tồn tại hệ hai pha - pha nhẹ (dung dịch rafinat) và pha
nặng (dung dịch chiết), nên giới hạn nhiệt ñộ trên của quá trình làm sạch ñược

xác ñịnh bởi nhiệt ñộ tới hạn hòa tan (CTS), trên giá trị này ở bất cứ tỷ lệ nào
của dung môi và sản phẩm hòa tan tạo thành hệ một pha. Lựa chọn nhiệt làm
sạch dựa vào nhiệt ñộ tới hạn hòa tan và tiến hành làm sạch ở nhiệt ñộ dưới
giá trị này 10 ÷ 15
o
C.
Theo khả năng hòa tan hydrocarbon các dung môi hữu cơ và vô cơ ñược
chia thành hai nhóm chính. Trong nhóm thứ nhất gồm các dung môi, mà ở
nhiệt ñộ thường có thể trộn lẫn với các chất lỏng của nguyên liệu ở mọi tỷ lệ,
sự hòa tan của các chất rắn trong các dung môi này tuân theo qui luật chung.
Các dung môi này là hợp chất không phân cực - các hydrocarbon parafin lỏng
phân tử lượng thấp, khí hóa lỏng và hợp chất với moment lưỡng cực không
lớn - tetraclo carbon, etyl eter, cloroform
Dung môi nhóm thứ hai là các hợp chất có moment lưỡng cực cao như
phenol, phurphurol, xeton aliphatic, dietylenglicol Sự hòa tan của các thành
phần của dầu thô trong các dung môi này phụ thuộc vào tỷ lệ của chúng và
nhiệt ñộ. Các dung môi có khả năng hòa tan khác nhau ñối với các chất khác
nhau trong dầu nguyên liệu, nên ñược gọi là dung môi lựa chọn.
ðộ hòa tan của các thành phần nguyên liệu trong dung môi nhóm hai phụ
thuộc vào thành phần hóa học và bản chất của dung môi. Khi ñiều kiện không
168
thay ñổi các chất phân cực trong nguyên liệu (nhựa và các chất phi
hydrocarbon khác) sẽ hòa tan tốt nhất. Các hydrocarbon của nguyên liệu là
hợp chất không phân cực và hòa tan trong dung môi phân cực nhờ tương tác
của phần lưỡng cực của phân tử dung môi với lưỡng cực quán tính của
hydrocarbon.
Bên cạnh bản chất hóa học cấu trúc phân tử của hydrocarbon cũng ảnh
hưởng ñến nhiệt ñộ tới hạn hòa tan. Khi tăng số vòng trong hydrocarbon nhiệt
ñộ tới hạn hòa tan giảm mạnh và tăng khi tăng chiều dài mạch alkyl. Nghĩa là,
trong dung môi phân cực hydrocarbon thơm ña vòng sẽ hòa tan trước tiên.

ðối với naphten và parafin chỉ số này không lớn do ñộ phân cực của các hợp
chất này nhỏ. Do ñó ở nhiệt ñộ xác ñịnh các hydrocarbon này hòa tan trong
dung môi phân cực chủ yếu dưới ảnh hưởng của lực phân tán.
ðộ hòa tan của các nguyên tố trong dầu nguyên liệu nhóm hai phụ thuộc
cả vào bản chất của dung môi. Khi ñánh giá ảnh hưởng của yếu tố này ñến ñộ
hòa tan các chất cần tính ñến hai tính chất của dung môi: khả năng hòa tan và
ñộ lựa chọn. Khả năng hòa tan là khả năng hòa tan hoàn toàn các chất cần loại
ra. ðộ lựa chọn của dung môi ñặc trưng cho khả năng tách một chất này ra
khỏi các chất khác trong nguyên liệu.Thông thường, moment lưỡng cực càng
cao khả năng hòa tan càng cao. Các nhóm chức có ảnh hưởng ñến ñộ lựa chọn
của dung môi ñược sắp xếp theo thứ tự sau:
NO
2
> CN > CHO > COOH > OH > NH
2
.
Trong công nghiệp ñể tăng khả năng hòa tan thường sử dụng các dung môi
hữu cơ không phân cực - benzen và toluen. Khi thêm chúng vào anhydrid,
phurphurol, phenol, xeton làm tăng mạnh khả năng hòa tan và giảm nhiệt ñộ
tới hạn hòa tan.
Trong các hydrocarbon của phân ñoạn dầu nhờn hydrocarbon rắn nhóm
parafin, naphten, thơm và naphten-thơm với mạch alkyl thẳng, dài ít hòa tan
trong dung môi nhất. Nếu thêm vào dung môi benzen hoặc toluen, có thể chọn
ñược hỗn hợp, trong ñó ở nhiệt ñộ xác ñịnh hydrocarbon trong dầu nhờn
không bị hòa tan còn tất cả các hydrocarbon còn lại bị hòa tan. Tăng chiều dài
radical hydrocarbon trong phân tử dung môi, ñộ hòa tan tất cả các hợp phần
của dầu nhờn tăng. Nhưng ñộ hòa tan của các chất lỏng tăng nhanh hơn nhiều
so với hydrocarbon rắn, nghĩa là có thể ñạt ñược hòa tan hoàn toàn các chất
169
lỏng ở nhiệt ñộ thấp, là ñiều kiện không thuận lợi cho hòa tan chất rắn. Các

dung môi này là xeton cao (metyl-n-propyl xeton, metylbutylxeton ). Tăng
chiều dài radical hydrocarbon của xeton lực lưỡng cực của dung môi tăng, do
ñó không cần thêm benzen hoặc toluen vào xeton phân tử lượng cao.
Thêm dung môi thứ hai vào dung môi không phân cực, thí dụ propan hóa
lỏng, có thể ñiều chỉnh khả năng hòa tan của dung môi thứ nhất. Thí dụ, thêm
metan, etan và một số alcohol khác vào propan khả năng hòa tan của nó giảm.
Butan, pentan, các ñồng ñẳng của metan, olefin và một số dung môi phân cực
làm tăng khả năng hòa tan của propan. Các phụ gia làm tăng khả năng hòa tan
của propan là phenol, crezol, furfurol và các dung môi khác.
Như vậy, sử dụng dung môi hỗn hợp ñể làm sạch và phân tách dầu thô
nguyên liệu cho phép ñiều chỉnh khả năng hòa tan và ñộ lựa chọn của chúng .
Có nhiều dung môi ñược ứng dụng trong thực tế. Trong các sơ ñồ làm
sạch lựa chọn hiện ñại các dung môi ñược sử dụng chính là phenol,
phurphurol và dung môi hỗn hợp - hỗn hợp phenol và phurphurol với propan.
Ưu thế của phenol so với phurphurol là có khả năng hòa tan cao ñối với
hydrocarbon thơm ña vòng, nhựa và hợp chất lưu huỳnh, ñặc biệt quan trọng
trong làm sạch phân ñoạn sôi cao và cặn. Bội số của phenol thường thấp hơn
phurphurol. Tuy nhiên phenol kém phurphurol về ñộ lựa chọn, dẫn tới với chi
phí như nhau hiệu suất rafinat trong làm sạch bằng phurphurol cao hơn
phenol. ðể làm sạch phân ñoạn dầu nhờn và deasphatizat từ dầu lưu huỳnh
phenol có ưu thế hơn; phurphurol hiệu quả hơn trong trường hợp do nhiệt ñộ
tới hạn của dung dịch với nguyên liệu (phân ñoạn sôi thấp và phân ñoạn giàu
hydrocarbon thơm) thấp nên không thể sử dụng phenol. Dung môi hỗn hợp sử
dụng trong trường hợp tiến hành ñồng thời quá trình deasphanten và làm sạch
lựa chọn.
Phurphurol ñược ứng dụng ñể làm sạch distilat dầu nhờn và cặn ñã loại
aspaten lấy từ chưng cất chân không dầu có hàm lượng nhựa thấp hoặc trung
bình. ðôi khi nó cũng ñược sử dụng ñể làm sạch nhiên liệu diesel cất trực tiếp
và gasoil của crackinh xúc tác. Phurphurol có ñộ hòa tan thấp và ñể tăng ñộ
hòa tan cần tăng nhiệt ñộ. Làm sạch bằng phurphurol thường thực hiện ở nhiệt

ñộ từ 60 ñến 150
o
C. Trong ñiều kiện này không gặp khó khăn khi làm sạch
nguyên liệu có nhiệt ñộ ñông ñặc cao, làm tăng sự tiếp xúc và phân tách
170
rafinat và phần chiết. Có nước trong phurphurol làm giảm khả năng hòa tan
và ñộ lựa chọn của nó, do ñó hàm lượng nước trong phurphurol không ñược
quá 1%.
Khi làm sạch nhiên liệu diesel có sử dụng phurphurol khan cần phải hạ
nhiệt ñộ chiết do hệ có nhiệt ñộ tới hạn hòa tan thấp. Sử dụng phurphurol có
chứa nước không làm giảm hiệu quả làm sạch, ñồng thời, tăng nhiệt ñộ tới
hạn hòa tan, cho phép tiến hành làm sạch ở nhiệt ñộ 30 ÷ 50
o
C. Bội của
phurphurol so với nguyên liệu phụ thuộc vào ñộ nhớt của nguyên liệu và hàm
lượng của các chất không mong muốn.
Phenol ñược sử dụng làm dung môi lựa chọn trong làm sạch distilat dầu
nhờn và deasphantizat. Nó hòa tan tốt hydrocarbon thơm mạch nhánh ngắn,
ñặc biệt là hydrocarbon ña vòng và nhựa trong phân tử giàu vòng thơm. Hợp
chất nitơ chuyển hoàn toàn sang phần chiết. Phụ thuộc vào chất lượng nguyên
liệu và ñiều kiện làm sạch hàm lượng lưu huỳnh sau khi làm sạch bằng phenol
giảm 30 ÷ 50%. Do khả năng hòa tan của phenol cao nhiệt ñộ tới hạn hòa tan
của hỗn hợp phenol với nguyên liệu tương ñối thấp, nên việc ứng dụng nó
trong làm sạch distilat dầu nhờn có ñộ nhớt thấp gặp khó khăn, do nhiệt ñộ
chiết thấp bị hạn chế bởi nhiệt ñộ kết tinh cao của phenol.
Trong các nhà máy khả năng hòa tan của phenol giảm khi thêm nước vào
phenol và ñộ lựa chọn cũng giảm.Tăng ñộ ẩm của phenol làm tăng lượng
rafinat nhưng chất lượng của nó giảm. Thêm nước vào phenol cũng làm giảm
nhiệt ñộ nóng chảy của nó. ðể giảm khả năng hòa tan của phenol cũng có thể
thêm các dung môi khác có khả năng hòa tan thấp như etanol, etylen glicol ,

nhưng phương pháp này không ứng dụng trong công nghiệp.
Chiết nguyên liệu bằng phenol tiến hành trong tháp ñệm, lưới hoặc tháp
mâm. ðể tách các chất không mong muốn tốt hơn cần phải ñiều chỉnh chênh
lệch nhiệt ñộ giữa ñỉnh và ñáy tháp. Chênh lệch nhiệt ñộ này là 10 ÷ 15
o
C
trong làm sạch phân ñoạn distilat và 15 ÷ 20
o
C khi làm sạch deasphantizat.
Nhiệt ñộ chiết phụ thuộc vào nguyên liệu và thường trong khoảng 45 ÷
115
o
C. Chi phí phenol cho các nguyên liệu khác nhau như sau: trong làm sạch
phân ñoạn distilat bội phenol ñối với nguyên liệu là 1,5÷2 : 1 (khối lượng),
trong làm sạch deasphantizat là 2,5÷3,5 : 1. Khi chế biến dầu bôi trơn có chỉ
171
số nhớt cao bội phenol so với nguyên liệu ñạt 2,5÷3,5 : 1 ñối với nguyên liệu
distilat và 3,5÷4,5 : 1 cho nguyên liệu cặn.
Làm sạch nguyên liệu dầu bằng dung môi lựa chọn gồm: chiết các thành
phần của nguyên liệu bằng dung môi, tạo hệ hai pha trong thiết bị hoạt ñộ liên
tục, hoàn nguyên liên tục dung môi từ dung dịch rafinat và dung dịch chiết
bằng cách nung nóng, chưng cất dung môi ra khỏi dung dịch, làm khan nước
dung dịch.


Sơ ñồ nguyên tắc hệ làm sạch lựa chọn.
1- Tháp chiết; 2,5 – lò nung ñể gia nhiệt rafinat và dung dịch chiết; 3,4- tháp
chưng cất dung môi từ dung dịch rafinat; 6,7- tháp chưng cất dung môi từ
dung dịch chiết; 8- tháp cất dung môi từ nước; 9- bể chứa dung môi.
I- Nguyên liệu; II- rafinat; III- phần chiết; IV- dung môi khan; V- hỗn hợp

nước và dung môi; VI- nước; VII- hơi nước.

Nguyên liệu I ñược xử lý bằng dung môi trong tháp chiết 1. Dung dịch
rafinat ñược gia nhiệt trong lò nung 2 và trong tháp 3 phần lớn lượng dung
môi khan ñược tách ra khỏi rafinat; phần dung môi còn lại trong hỗn hợp với
nước ñược cất tiếp trong tháp bay hơi 4. Dung dịch chiết ñược gia nhiệt trong
lò nung 5. Phần lớn dung môi ñược cất ra khỏi phần chiết trong tháp bay hơi
6, phần còn lại - cất ra trong tháp bay hơi 7, từ tháp này thu ñược dịch chiết
III. Dung môi khan từ ñỉnh tháp 3 và 6 sau khi ñược ngưng tụ ñi vào bể chứa
9, từ ñó nó lại ñược ñưa vào tháp chiết 1. Trong các tháp 4 và 7 dung môi
172
ñược bay hơi hoàn toàn ra khỏi rafinat và phần chiết nhờ hơi nước. Hỗn hợp
hơi dung môi và nước thoát ra từ ñỉnh tháp ñược ñưa vào cụm làm khan,
trong ñó dung môi ñược tách ra khỏi nước. Dung môi khô IV ñi vào bể chứa
9, nước VI vào kênh hoặc vào thiết bị xử lý hơi ñể sản xuất hơi và lại quay về
tháp bay hơi.
8. Tách sáp (Dewax)
Một trong các yêu cầu ñối với sản phẩm là ñộ linh ñộng của nó ở nhiệt ñộ
thấp. Sự mất linh ñộng của nhiên liệu và dầu nhờn ñược giải thích là do khả
năng kết tinh của các hydrocarbon rắn (parafin và serezin) trong dung dịch
phân ñoạn dầu ở nhiệt ñộ thấp, tạo thành hệ cấu trúc, liên kết với pha lỏng. ðể
thu ñược dầu nhờn có nhiệt ñộ ñông ñặc thấp trong công nghệ sản xuất ñã sử
dụng công ñoạn loại sáp (deparafin) với mục ñích là loại hydrocarbon rắn.
Các hydrocabon rắn cũng là nguyên liệu ñể sản xuất parafin, serezin và nhiều
sản phẩm có ứng dụng rộng rãi.
Thành phần hóa học của hydrocarbon rắn phụ thuộc vào giới hạn nhiệt ñộ
sôi của phân ñoạn. Trong các phân ñoạn dầu nhờn nhiệt ñộ sôi thấp có chứa
các parafin rắn cấu trúc thẳng. Tăng giới hạn sôi hàm lượng n-alkan giảm, còn
hàm lượng isoparafin và hydrocarbon vòng, ñặc biệt là naphten tăng. Thành
phần chính của các hydrocarbon rắn (serezin) tập trung trong cặn chưng cất

mazut, là naphten với mạch nhánh có cấu trúc phân nhánh và lượng nhỏ
parafin và hydrocarbon thơm với mạch alkyl dài. Tăng nhiệt ñộ sôi của phân
ñoạn hàm lượng hydrocarbon rắn tăng và nhiệt ñộ nóng chảy tăng.
Bản chất của quá trình loại sáp là tách hydrocarbon rắn ra khỏi pha lỏng,
ñối với quá trình này hình dạng và kích thước tinh thể ñóng vai trò quan
trọng. Tinh thể parafin lớn nhất và có cấu trúc lớp. Naphten và ñặc biệt là
hydrocarbon thơm có tinh thể kích thước nhỏ và có số mặt hình thoi nhỏ.
Loại sáp có thể thực hiện bằng một số phương pháp: kết tinh hydrocarbon
rắn nhờ làm lạnh; kết tinh hydrocarbon rắn khi làm lạnh dung dịch của
nguyên liệu trong dung môi lựa chọn; tạo phức với carbamid; chuyển hóa xúc
tác hydrocarbon rắn thành sản phẩm nhiệt ñộ ñông ñặc thấp; hấp phụ phân
tách nguyên liệu thành các chất có nhiệt ñộ ñông ñặc cao và thấp; tác dụng
sinh học. Phương pháp ñược sử dụng rộng rãi nhất là sử dụng dung môi lựa
173
chọn; phương pháp ít sử dụng hơn là quá trình loại sáp bằng carbamid, ứng
dụng chủ yếu ñể giảm nhiệt ñộ ñông ñặc distilat nhiên liệu diesel.
8.1 Loại sáp bằng cách kết tinh có sử dụng dung môi
Quá trình này dựa vào ñộ hòa tan khác nhau của hydrocarbon rắn và lỏng
trong một số dung môi ở nhiệt ñộ thấp và có thể ứng dụng cho nguyên liệu
dầu nhờn với thành phần phân ñoạn bất kỳ. Hydrocarbon rắn của phân ñoạn
dầu nhờn hòa tan giới hạn trong dung môi phân cực và không phân cực. Sự
hòa tan của các hydrocarbon này trong dung môi tuân theo qui luật chung của
sự hòa tan của chất rắn trong chất lỏng và ñược ñặc trưng bởi những tính chất
sau: ñộ hòa tan hydrocarbon rắn giảm khi khối lượng riêng và nhiệt ñộ sôi của
phân ñoạn tăng; ñối với các phân ñoạn sôi trong cùng một khoảng nhiệt ñộ ñộ
hòa tan của hydrocarbon rắn của cùng một dãy ñồng ñẳng giảm khi phân tử
lượng tăng; ñộ hòa tan của hydrocarbon rắn tăng khi tăng nhiệt ñộ.
ðộ hòa tan của hydrocarbon trong dung môi phân cực phụ thuộc vào khả
năng phân cực của phân tử của chúng. Do khả năng phân cực của các phân tử
thấp nên moment lưỡng cực cảm ứng của các hydrocarbon rắn không lớn, do

ñó sự hòa tan của chúng trong dung môi phân cực diễn ra dưới tác dụng của
lực phân tán là chính. ðộ hòa tan của các chất còn lại trong phân ñoạn dầu
nhờn là do tương tác của lực cảm ứng và ñịnh hướng qui ñịnh, tuy nhiên tác
dụng của lực phân cực cao hơn, nên ngay ở nhiệt ñộ thấp các chất này nằm lại
trong trạng thái dung dịch. Hạ nhiệt ñộ ảnh hưởng của lực phân tán yếu dần,
trong khi ñó ảnh hưởng của lực phân cực mạnh lên; dẫn ñến ở nhiệt ñộ ñủ
thấp hydrocarbon rắn tách ra khỏi dung dịch và nhờ có mạch parafin dài nó
gần như kết tinh.
Quá trình loại sáp có sử dụng dung môi lựa chọn tiến hành liên tục và gồm
các giai ñoạn sau:
− Trộn nguyên liệu với dung môi
− Xử lý nhiệt hỗn hợp
− Làm lạnh dần dung dịch thu ñược ñến nhiệt ñộ cho trước; tách tinh
thể hydrocarbon rắn ra khỏi dung dịch
− Tách pha lỏng - lỏng
− Thu hồi dung môi từ dung dịch dầu nhờn loại parafin và sáp.
174

Sơ ñồ cụm loại sáp có sử dụng dung môi lựa chọn
1- Máy trộn; 2- thiết bị gia nhiệt bằng hơi; 3- máy lạnh bằng nước; 4-
tháp kết tinh; 5- tháp kết tinh bằng amoniac; 6- máy lọc chân không; 7- tách
dung môi ra khỏi dung dịch dầu nhờn loại sáp; 8- tách dung môi ra khỏi sáp.
I- Nguyên liệu; II- dung môi; III- dung dịch nguyên liệu; IV- nhũ tương
hydrocarbon rắn; V- dung dịch dầu nhờn loại sáp; VI- dung dịch sáp; VII- dầu
nhờn loại sáp; VIII- hydrocarbon rắn (sáp).

Nguyên liệu I và dung môi với tỷ lệ cho trước trộn lẫn nhau trong trong
thiết bị trộn 1 và ñược xử lý nhiệt trong thiết bị gia nhiệt bằng hơi 2. Nếu
nhiệt ñộ nguyên liệu nạp vào sơ ñồ cao hơn 60
o

C thì không cần xử lý nhiệt.
Tiếp theo dung dịch nguyên liệu III ñược làm lạnh trước tiên trong máy làm
lạnh bằng nước 3, sau ñó trong tháp kết tinh 4, trong ñó chất làm lạnh là dung
dịch dầu nhờn tách sáp (filtrat) V và trong tháp kết tinh bằng amoniac 5 với
chất làm lạnh là amoniac. Nếu nhiệt ñộ sau khi làm lạnh cần thấp hơn -30
o
C
thì sử dụng chất làm lạnh là etan. Nhũ tương lạnh của hydrocarbon rắn trong
dung dịch dầu nhờn IV qua bể chứa (không thể hiện trong hình) vào máy lọc
6 ñể tách pha rắn ra khỏi pha lỏng. Cặn hydrocarbon nặng trên lưới lọc ñược
rửa bằng dung môi lạnh II và ñi vào vít trộn, trong ñó cũng bổ sung một
lượng dung môi II ñể tạo khả năng trộn cặn. Nhờ lọc nhận ñược dung dịch
dầu loại sáp V, có chứa 75 ÷ 80% dung môi, và dung dịch hydrocacn rắn VI
với hàm lượng dầu nhờn nhỏ. Cả hai dung dịch ñược ñưa vào tháp phục hồi
dung môi 7 và 8.
175
Dầu nhờn loại sáp sau khi thu hồi dung môi VII ñược ñưa ñi làm sạch, còn
sáp rắn ñược chế biến tiếp ñể sản xuất parafin và serezin. Dung môi hoàn
nguyên quay trở lại trộn với nguyên liệu, rửa cặn, và một lượng nhỏ ñưa vào
vít trộn. Phụ thuộc vào thành phần phân loại và thành phần phân ñoạn của
nguyên liệu dung môi có thể ñược ñưa vào trộn ñồng thời hoặc theo từng liều
ở những vị trí xác ñịnh dọc theo ñường làm lạnh nguyên liệu.
8.2 Quá trình loại sáp bằng dung môi làm làm lạnh
Trong phần lớn các sơ ñồ loại sáp và tách dầu sử dụng amoniac và propan
làm chất làm lạnh. Sơ ñồ nguyên tắc tách sáp lạnh sử dụng amoniac làm chất
làm lạnh ñược thể hiện trong sơ ñồ sau:


Sơ ñồ nguyên tắc tách sáp và tách dầu lạnh với chất làm lạnh amoniac.
1- Tháp kết tinh; 2- thùng trữ; 3- tháp tách lỏng; 4- máy làm lạnh; 5-

bình chứa; 6- thùng trung gian; 7- tách dầu; 8- máy nén.
I- Amoniac hơi; II- amoniac lỏng; III- nước.

Hơi amoniac tách ra từ tháp kết tinh 1, qua thùng trữ 2 ñi vào tháp tách
lỏng 3, sau ñó nén bậc I trong máy nén hai bậc 8 và dưới áp suất 0,25 ÷ 0,3
MPa ñược ñưa vào thùng trung gian 6, trong ñó nó ñược làm lạnh nhờ bay hơi
amoniac lỏng II ñến từ bình chứa 5. Từ thùng trung gian 6 hơi amoniac ñược
ñưa vào bình áp suất cao của máy nén 8, trong ñó nó ñược nén ñến áp suất
ngưng tụ (1 ÷ 1,2 MPa). Sau ñó qua tháp tách dầu 7, hơi vào máy làm lạnh
dạng ống ñứng 4.
176
Amoniac ngưng tụ II chảy vào thùng chứa 5, từ ñó vào thùng trung gian,
trong ñó hạ nhiệt ñộ từ 34 ÷ 36
o
C (nhiệt ñộ ngưng tụ) xuống ñến 0 ÷ 5
o
C nhờ
bay hơi amoniac chứa trong thùng. Amoniac ñã làm lạnh ñi vào bình trữ 2 và
sau ñó vào thùng kết tinh 1, trong ñó nhờ bay hơi amoniac nhũ tương
hydrocarbon rắn trong dầu nhờn ñược làm lạnh. Amoniac lỏng từ thùng trung
gian 6 nạp vào thùng trữ 2 qua van ñiều chỉnh mức. Nhiệt ñộ hỗn hợp lạnh tại
cửa ra khỏi tháp kết tinh ñược ñiều chỉnh nhờ van gắn trên ñường xả hơi
amoniac từ thùng trữ.
8.3 Loại sáp trong dung dịch xeton - dung môi aromat
Trong công nghiệp các quá trình loại sáp trong dung dịch xeton phân tử
lượng thấp (metyletylxeton hoặc aceton) trong hỗn hợp với benzen và toluen
ñược ứng dụng rộng rãi nhất và trong thời gian sau này chỉ sử dụng toluen. Ở
một số nơi sử dụng metylisobutylxeton.
Việc sử dụng hỗn hợp dung môi với khả năng hòa tan khác nhau ñối với
hydrocarbon lỏng và rắn nhờ thay ñổi tỷ lệ xeton và aromat trong hỗn hợp, có

thể loại sáp nguyên liệu với ñộ nhớt và thành phần phân ñoạn bất kỳ ở nhiệt
ñộ quá trình khác nhau và thu ñược dầu nhờn có nhiệt ñộ ñông ñặc biến thiên
rộng. Hiện nay quá trình này ñược tiến hành theo hệ hai bậc, trong ñó sáp
ñược rửa trong quá trình lọc bậc hai ở nhiệt ñộ cao hơn. Với sơ ñồ như vậy có
thể tăng hiệu suất dầu nhờn loại sáp và tốc ñộ lọc huyền phù, giảm hàm lượng
dầu nhờn trong sáp so với quá trình một bậc.
Sơ ñồ gồm hai cụm công nghệ: kết tinh, lọc và thu hồi dung môi từ dung
dịch dầu nhờn tách sáp và sáp. Nhiệt ñộ lọc phụ thuộc vào nhiệt ñộ ñông ñặc
yêu cầu ñối với dầu nhờn sản phẩm và tính chất của dung môi, cụ thể là khả
năng hòa tan và ñộ lựa chọn của nó. Dưới ñây dẫn ra nhiệt ñộ lọc (
o
C) huyền
phù của nguyên liệu distilat ñể sản xuất dầu nhờn loại sáp với nhiệt ñộ ñông
ñặc từ -15 ñến -20
o
C.
bậc lọc
I II
Aceton-toluen từ -25 ñến -28 từ -15 ñến -16
Metyletylxeton (MEX)-toluen từ -22 ñến -23 từ -12 ñến -13

177
Trong quá trình lọc vải lọc bị nước ñá và sáp bít kín, do ñó nó ñược rửa
bằng dung môi nóng theo chu kỳ.
Thu hồi dung môi từ dung dịch dầu nhờn loại sáp tiến hành trong 4 bậc,
còn từ dung dịch sáp - ba bậc.
8.4 Loại sáp trong dung dịch propan
Trong quá trình loại sáp trong dung dịch propan hóa lỏng có hai phương
án làm lạnh dung dịch nguyên liệu: chất làm lạnh thường ñược sử dụng trong
giai ñoạn làm lạnh cuối - amoniac và nhờ bay hơi từ dung dịch của chính

propan trong thiết bị ñứng hoặc nằm ngang hoạt ñộng luân phiên. Tốc ñộ làm
lạnh của dung dịch ñược ñiều chỉnh bằng tốc ñộ giảm áp suất. Do ñó, trong
thiết bị sự bay hơi của propan phụ thuộc vào việc xả hơi propan, ñể thực hiện
trong sơ ñồ sử dụng máy nén khí. Bội của propan so với nguyên liệu ñược giữ
cố ñịnh nhờ bổ sung liên tục propan ñể bù vào lượng bay hơi hoặc thêm
propan lạnh vào giai ñoạn làm lạnh cuối cùng.
Ưu ñiểm cơ bản của quá trình này là ñơn giản và kinh tế, do propan ñồng
thời là dung môi và chất làm lạnh. Ngoài ra, hơi propan còn ñược sử dụng ñể
thổi cặn trong máy lọc. ðiều này cho phép bỏ ống dẫn khí trơ trong sơ ñồ.
Trong quá trình loại sáp bằng propan nhờ ñộ nhớt của dung dịch nhỏ ở nhiệt
ñộ thấp, nên tốc ñộ làm lạnh cao hơn nhiều so với khi sử dụng xeton. Trong
quá trình làm lạnh, ñặc biệt ñối với nguyên liệu cặn, sự kết tinh hydrocarbon
rắn và chất nhựa diễn ra ñồng thời dẫn tới tạo thành tinh thể lớn, cho tốc ñộ
lọc nhanh - ñạt 600-1.000 kg/(m
2
.giờ) theo nguyên liệu, tính trên toàn bộ bề
mặt lọc.
Loại parafin nguyên liệu distilat có tốc ñộ lọc giảm 10 ÷ 15 lần do tạo
thành hydrocarbon rắn cấu trúc tinh thể nhỏ. Có thể tăng hiệu quả của quá
trình trong trường hợp này bằng cách thêm một số phụ gia ñể tạo thành tinh
thể lớn hơn. Do propan có ñộ hòa tan cao nên bội của nó so với nguyên liệu
không lớn - từ 0,8:1 ñến 2:1 (thể tích). Trong khi ñó ñộ hòa tan của
hydrocarbon rắn trong propan cao ñòi hỏi nhiệt ñộ deparafin thấp ñể có thể
tách hoàn toàn các thành phần kết tinh.
8.5 Loại sáp trong dung dịch dicloetan-metylenclorua
178
Quá trình này có tên gọi là Di-Me, ñược ứng dụng ñể sản xuất dầu nhờn
và loại distilat và cặn có nhiệt ñộ ñông ñặc thấp. Dung môi ñược dùng là
dicloetan (50 ÷ 70%) chất trợ lắng hydrocarbon rắn và metylen clorua (50 ÷
30%) - là dung môi cho dầu nhờn. Khi ứng dụng dung môi này loại sáp tiến

hành ở nhiệt ñộ làm lạnh cuối và lọc gần với nhiệt ñộ ñông ñặc parafin của
dầu nhờn, do ñó tiết kiệm ñược chất làm lạnh. Bội chung của dung môi so với
nguyên liệu là 1:3 - 1:5 (t.t.). Loại sáp một bậc có thể thu ñược dầu nhờn có
nhiệt ñộ ñông ñặc -20oC và parafin với hàm lượng dầu nhờn 2 ÷ 6% (k.l.).
Khi sơ ñồ hoạt ñộng theo hệ lọc hai bậc cho phép thu ñược parafin có hàm
lượng dầu nhờn dưới 2%. Một trong những ưu ñiểm của quá trình là tốc ñộ
lọc huyền phù của hydrocarbon rắn cao - ñến 200 kg/(m
2
.h) theo nguyên liệu
trên toàn bộ bề mặt máy lọc. Dung môi không tạo thành hỗn hợp nổ và không
phải là chất dễ cháy, do ñó trong sơ ñồ không có hệ thống cấp khí trơ.
Nhược ñiểm của quá trình này là dung môi không bền nhiệt ở 130 ÷
140oC, tạo thành các sản phẩm ăn mòn. Deparafin trong dung môi dicloetan -
metylenclorur cũng ñược tiến hành trong sơ ñồ như của quá trình loại sáp sử
dụng dung môi xeton-dung môi aromat.
8.6 Loại sáp sâu (nhiệt ñộ thấp)
Deparafin sâu ứng dụng ñể sản xuất dầu nhờn nhớt thấp, nhiệt ñộ ñông ñặc
thấp. Quá trình này tiến hành trong dung dịch xeton-toluen ở nhiệt ñộ làm
lạnh cuối và lọc huyền phù ở -62 ÷ -64
o
C. Nhiệt ñộ làm lạnh thấp như vậy
không thể có ñược nếu sử dụng chất làm lạnh là amoniac, do ñó trong quá
trình loại sáp sâu trong giai ñoạn làm lạnh cuối sử dụng chất làm lạnh là etan
hóa lỏng. Deparafin sâu chỉ tiến hành với nguyên liệu là rafinat của phân ñoạn
dầu nhờn sôi thấp, hydrocarbon rắn của nó chủ yếu là n-alkan, tạo thành tinh
thể lớn, cho phép lọc hoàn toàn pha rắn ra khỏi pha lỏng và thu ñược dầu
nhờn có nhiệt ñộ ñông ñặc từ -45 ñến -55
o
C.
Kết quả của quá trình này là chỉ số về chất lượng dầu nhờn loại sáp thay

ñổi mạnh hơn so với loại sáp thông thường. Deparafin sâu thường ñược tiến
hành lọc hai bậc, ñôi khi lọc ba bậc, cho phép tăng nhiệt ñộ lọc.


179
9. Tách asphalten
Trong cặn chưng cất dầu (gudron, phần cô ñặc, semigudron) bên cạnh
hydrocabon phân tử lượng cao còn chứa hàm lượng lớn chất nhựa-asphaten.
Nhiều trong số các hydrocarbon kể trên là thành phần không mong muốn cho
dầu nhờn, do ñó nhiệm vụ là phải làm sạch các phân ñoạn dầu này. Hiệu quả
làm sạch cặn dầu khỏi chất nhựa bằng dung môi lựa chọn ñơn chất là không
cao ngay cả khi bội số dung môi cao. ðiều này có thể ñược giải thích là do
không phải tất cả các thành phần của nhựa hòa tan tốt trong dung môi lựa
chọn. Về cơ bản các chất nhựa-asphanten hòa tan hoặc phân tán trong nguyên
liệu có thể ñược loại ra bằng cách xử lý cặn bằng axit sulfuric, cũng như alkan
phân tử lượng thấp hóa lỏng. Phương pháp loại asphaten bằng axit sulfuric,
ñặc biệt khi kết hợp với làm sạch tiếp xúc bằng ñất sét tiếp theo, phù hợp ñể
sản xuất dầu nhờ cặn từ phần cô dầu thô ít nhựa. Tuy nhiên, do chi phí axit
sulfuric cao và tạo thành lượng lớn axit gudron khó sử dụng khiến cho
phương pháp này kém hiệu quả.
Quá trình tách asphaten gudron và phần cô bằng alkan phân tử lượng thấp
hóa lỏng ñược ứng dụng trong sản xuất không chỉ dầu nhờn nhớt cao, mà cả
nguyên liệu cho crackinh xúc tác và hydrocracking. Dung môi ñược dùng
rộng rãi là propan hóa lỏng, ñặc biệt trong sản xuất dầu nhờn, nhưng trong
một số nhà máy cũng sử dụng hỗn hợp propan-butan. Viện dầu khí Bacu ñã
ñề xuất quá trình tách asphanten bằng phân ñoạn xăng với tên gọi “quá trình
Doben”.
Ở nhiệt ñộ gần với nhiệt ñộ tới hạn của propan (96,8
o
C), ñộ hòa tan của

các phần trong nguyên liệu dầu nhờn giảm. ðiều này diễn ra là do khi nhiệt
ñộ dung dịch gần tới vùng trạng thái tới hạn của dung môi thì khối lượng
riêng của nó giảm mạnh, dẫn tới tăng mạnh thể tích mol. Chỉ số này ñối với
hydrocarbon phân tử lượng cao thay ñổi ít. Do lực kéo giữa các phân tử dung
môi và hydrocarbon giảm làm giảm ñộ hòa tan.
ðộ hòa tan của hydrocarbon của nguyên liệu dầu nhờn trong propan trong
vùng nhiệt ñộ cao (75 ÷ 90
o
C) giảm khi khối lượng riêng và phân tử lượng
tăng. Nhựa và ñặc biệt là asphaten là những chất hòa tan kém nhất trong
propan lỏng; trên cơ sở này ñã sử dụng propan làm dung môi cho quá trình
tách asphaten. Khi tiếp tục tăng nhiệt ñộ các hydrocarbon ña vòng phân tử
180
lượng cao, các hydrocarbon ít vòng với mạch alkyl dài ở lại trong dung dịch.
ðộ hòa tan của các hydrocarbon ña vòng và nhựa ở nhiệt ñộ gần với nhiệt ñộ
tới hạn của propan gần ñến 0, còn ñộ hòa tan của hydrocarbon naphten và
hydrocarbon thơm nhẹ tiếp tục giảm. Sự phụ thuộc này của khả năng hòa tan
của propan vào nhiệt ñộ (trong vùng gần với nhiệt ñộ tới hạn của propan)
quan sát thấy ở áp suất ứng với áp suất bão hòa của hơi propan ở nhiệt ñộ xác
ñịnh. Việc tạo áp suất cao hơn áp suất hơi bão hòa của propan dẫn tới tăng
khối lượng riêng và khả năng hòa tan của nó. Do ñó, nếu ở hai nhiệt ñộ khối
lượng riêng của propan như nhau (thí dụ, 409 kg/m
3
), hiệu suất và tính chất
của các hydrocarbon hòa tan trong propan như nhau.
Thông thường quá trình tách asphanten thực hiện ở áp suất cao hơn ñôi
chút so với áp suất hơi bão hòa của propan hóa lỏng. Trộn phần cô với propan
(hoặc butan), các liều lượng ñầu tiên của nó hòa tan hoàn toàn trong phần cô.
Lượng dung môi cần ñể bão hòa nguyên liệu phụ thuộc vào thành phần
nguyên liệu và nhiệt ñộ. Trong nguyên liệu chứa càng nhiều chất nhựa-

asphanten và hydrocarbon phân tử lượng cao thì lượng dung môi cần thiết cho
bão hòa càng thấp. Nhiệt ñộ càng thấp, chi phí dung môi cho tạo hỗn hợp bão
hòa càng cao.
Khi tiếp tục thêm propan (ở nhiệt ñộ hỗn hợp cố ñịnh) tạo thành pha thứ
hai gồm propan và hydrocarbon hòa tan. Như trên ñã nói, ở nhiệt ñộ gần với
nhiệt ñộ tới hạn, propan hòa tan một lượng hạn chế hydrocarbon. Dung dịch
bão hòa hydrocarbon trong propan tạo thành bằng cách này (lớp trên) cân
bằng với dung dịch bitum bão hòa (lớp dưới). ðể phân tách tốt nguyên liệu
trong hai pha (dầu nhờn và bitum) bội propan so với nguyên liệu tương ñối
cao - không thấp hơn 3 phần thể tích propan và 1 phần thể tích nguyên liệu.
Do hòa tan của hydrocarbon phân tử lượng cao trong propan lỏng giới hạn, ñể
tách các thành phần mong muốn ra khỏi nguyên liệu cần dư nhiều dung môi.
ðồng thời cũng cần tiến hành tách naphten ở nhiệt ñộ cao khi ñộ hòa tan của
hydrocarbon trong propan giảm. ðây là ñặc ñiểm của propan so với nhiều
dung môi khác (phenol, furfurol và các chất khác).
Ở nhiệt ñộ ôn hòa (40 ÷ 70
o
C) khi tăng bội propan chất lượng sản phẩn
loại asphanten (deasphantizat) tăng, nhưng hiệu suất giảm. Sau khi ñạt ñược
ñộ hòa loãng tối ưu hiệu suất deasphantizat tăng, nhưng chất lượng giảm. Ở
181
nhiệt ñộ rất gần với nhiệt ñộ tới hạn của propan không có ñược bội tối ưu của
propan với nguyên liệu; chi phí propan tăng.
Bội cần thiết của propan ñối với kết tủa các chất nhựa- asphanten phụ
thuộc vào nồng ñộ hydrocarbon mong muốn trong nguyên liệu. ðối với
nguyên liệu ít nhựa có hàm lượng parafin-dầu nhờn cao cần có bội propan cao
hơn so với nguyên liệu giàu nhựa- asphanten. Thí dụ, loại asphanten trong
phần cô của dầu ít nhựa tỷ lệ tối ưu propan : nguyên liệu là 8:1 (theo thể tích),
còn khi loại asphanten trong gudron dầu nhiều nhựa cần tỷ lệ 4 : 1. ðiều kiện
khác không kém phần quan trọng là nhiệt ñộ quá trình loại asphanten. Nên

tiến hành quá trình ở vùng nhiệt ñộ tương ñối thấp, khoảng 50 ÷ 85
o
C, do
dưới 40 ÷ 50
o
C nhựa trung hòa hòa tan trong propan tuy không nhiều, ở nhiệt
ñộ 90oC, gần với nhiệt ñộ tới hạn của propan (96,8
o
C), nhiều hydrocarbon
mong muốn không hòa tan trong nó và bị tách ra cùng với nhựa.
Thông số chính của quá trình loại asphanten không chỉ là nhiệt ñộ, áp suất
và bội propan so với nguyên liệu, mà cả dạng dung môi và ñộ sạch của nó.
Butan có ñộ lựa chọn thấp hơn propan nhưng cao hơn etan. Metan và etan làm
cho hơi propan khó cô ñọng trong máy lạnh. Với nồng ñộ etan trong dung
môi không ñáng kể quá trình loại asphanten diễn ra ở áp suất quá cao, do ñó
trong propan kỹ thuật chứa không quá 7% (k.l.) các hydrocarbon khác cùng
dãy, trong ñó không quá 3% etan. Sự hiện diện của propylen và butylen cũng
không mong muốn, do chúng làm tăng ñộ hòa tan nhựa và hydrocarbon thơm
ña vòng.
Hiệu quả loại asphanten cũng phụ thuộc vào mức ñộ loại phân ñoạn dầu
nhờn trong chưng cất chân không mazut - chứa trong phân ñoạn gudron ñến
500
o
C. Như trên ñã thấy, phân ñoạn phân tử lượng thấp của deasphantizat hòa
tan trong propan nhiều hơn phân ñoạn phân tử lượng cao ở vùng nhiệt ñộ gần
với nhiệt ñộ tới hạn. Ngoài ra, do ảnh hưởng của lực phân tán các phân ñoạn
phân tử lượng thấp hoạt ñộng như dung môi trung gian, làm tăng ñộ hòa tan
của các phân ñoạn sôi cao và nhựa trong propan. ðiều này khiến cho việc
phân tách chúng sẽ khó hơn. Nguyên liệu với thành phần phân ñoạn rộng tách
asphanten kém hơn nguyên liệu ñã loại phân ñoạn nhẹ. Loại asphanten dầu

nhiều dầu nhờn, nhận ñược từ nguyên liệu cô ñặc (không có phân ñoạn dưới
500
o
C), có ñộ cốc và ñộ màu thấp hơn deasphantizat với phân ñoạn sôi thấp.